浅谈UGNX高级仿真功能的应用

买买提江·马木提

（新疆交通职业技术学院，新疆 乌鲁木齐 831401）

0 引言

UG（Unigraphics）是 Unigraphics Solution公司推出的集 CAD/CAE/CAM为一体的三维机械设计平台，广泛应用于航空，航天，汽车和造船等领域。UG是一个交互式的计算机辅助设计（CAD），计算机辅助制造系统(CAM)。是一个全三维、双精度的造型系统,使用户几乎能够精确的描述任何几何形体，通过这些形体的组合，就可以对产品进行设计、分析和制图。

UG软件PC版本的推出，为UG在我国的普及起到了良好的推动作用随着CAD/CAM、数控加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命，传统的二维设计及模拟量加工方式正逐步被基于产品三维数字化定义的数字化制造方式取代。

1 UG NX高级仿真功能简介

UG NX4高级仿真是一个综合性的有限元建模和结果可视化的产品，旨在满足设计工程师与分析师的需要。高级仿真包括一整套前处理和后处理工具，并支持广泛的产品性能评估解法。

高级仿真提供对许多业界标准解算器的无缝、透明支持，这样的解算器包括 NX Nastran、MSC Nastran、ANSYS 和 ABAQUS。 例如，如果结构仿真中创建网格或解法，则指定将要用于解算模型的解算器和要执行的分析类型。本软件使用该解算器的术语或“语言”及分析类型来展示所有网格划分、边界条件和解法选项。另外，还可以求解模型并直接在高级仿真中查看结果，不必首先导出解算器文件或导入结果。

高级仿真提供基本设计仿真中需要的所有功能，并支持高级分析流程的众多其他功能。

（1）高级仿真的数据结构很有特色，例如具有独立的仿真文件和FEM文件，这有利于在分布式工作环境中开发有限元（FE）模型。这些数据结构还允许分析师轻松地共享FE数据去执行多种类型分析。

（2）高级仿真提供世界级的网格划分功能。本软件旨在使用经济的单元计数来产生高质量网格。结构仿真支持完整的单元类型（1D、2D和3D）。另外，结构级仿真使分析师能够控制特定网格公差。例如，这些公差控制着软件如何对复杂几何体（例如圆角）划分网格。

（3）高级仿真包括许多几何体简化工具，使分析师能够根据其分析需要来量身定制CAD几何体。例如，分析师可以使用这些工具提高其网格的整体质量，方法是消除有问题的几何体（例如微小的边）。

2 UG NX高级仿真过程

当向前通过高级仿真工作流时，将利用4个分离并关联的文件去存储信息。要在高级仿真中高效地工作，需要了解哪些数据存储在哪个文件中，以及在创建那些数据时哪个文件必须是激活的工作部件，这4个文件平行于仿真过程。

2.1 正被分析的原设计部件

一个有.prt扩展名的部件文件。例如，一个可以被命名为liangan.prt的部件，如图1所示。

部件文件含有主模型部件或一装配，及一个未修改的部件几何体。如果用一个由其他人设计的模型启动，可能没有修改它的权艰。在分析过程时期，通常主模型部件文件是不被修改的。

2.2 设计部件文件的理想化复制

当一个理想化部件文件被建立时，默认有一.prt扩展名，fem#_i是对部件名的附加。例如，如果原部件是liangan.prt，一个理想化部件被命名为 liangan_fem1_i.prt，如图2所示。

从如图2图中可以看出理想化的部件当中孔被移除，所以一个理想化部件是原设计部件的一个相关复制，可以修改它。理想化工具让用户利用理想化部件对主模型的设计特征做改变。不修改主模型部件，而按需要在理想化部件上执行几何体理想化。例如，可以移去和抑制特征，如在分析中被忽略的小的几何细节。对同一原设计部件文件的不同类型分析可以使用多个理想化文件。

图1 原设计部件

图2 理想化部件

2.3 有限元模型（FEM）文件

当建立一FEM文件时默认有一个.fem扩展名，_fem#是对部件名的附加。例如，如果原部件是liangan.prt，一个FEM文件被命名为liangan_fem1.fem，如图3所示。

如图3所示的有限元模型文件含有网格（节点与单元）、物理特性和材料。一旦建立了网格，可以利用简化工具移去可以影响网格总质量设计中的人为对象，如细长条面、小边缘和峡部条件。简化工具允许相应一特定有限元分析在充分捕捉设计意图的细节级上网格化几何体。几何体提取发生在存储于FEM中的多边形几何体上，而不是在理想化的或主模型的部 件中。多个FEM文件可以引用同一理想化部件，可以对不同类型构建不同的FEM文件。

图3 网格化部件

图4 结果显示

2.4 仿真文件

当建立一仿真文件时，默认一个仿真文件有一.sim扩展名，_sim#是对部件名的附加。例如，如果原部件是liangan.prt，一个仿真文件被命名为liangan_sim1.sim，如图4所示。

从4图中可以看出liangan_sim1.sim文件来显示仿真的结果。仿真文件含有所有仿真数据，如解答、解算设置、载荷、约束、单元相关的数据、物理特性和压制，可以对文件建立许多关联到同一FEM的仿真文件。

3 总结

UG NX的高级仿真功能模块富有经验的有限元分析师提供了全面的有限元模型及结果可视化的解决方案包含完整的前后处理工具，支持全面的仿真分析，提供了设计分析及高级有限元分析。

［1］殷国富，胡晓兵.UG NX4产品设计实例精解[M].机械工业出版社，2007.

［2］钟奇.UG NX4实例教程[M].人民邮电出版社，2008.